(57)【要約】【課題】洗浄したい被洗浄部材内に収まる長さの気泡発生部材を差し込み、気泡発生部材の泡発生部から発生する泡状現象を利用して被洗浄部材の内面を洗浄するようにした被洗浄部材内面の洗浄方法及び洗浄装置を提供する。【解決手段】密閉された容器２１と、容器に充填された洗浄液２２と、容器の内圧を負圧にする真空ポンプ２３と、容器内を負圧にしたときに気泡を発生する気泡発生部１７ｃを有する気泡発生部材１７を備え、容器内の洗浄液に浸漬され内面７ｃを洗浄すべき被洗浄部材７の内部にその内面７ｃと隙間を有した状態で気泡発生部材１７を挿入し、気泡発生部１７ｃから発生した泡により被洗浄部材の内面を積極的に洗浄する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面を洗浄すべき被洗浄部材を密閉された容器内の洗浄液に浸漬し、真空ポンプにより前記容器の内圧を下げて気泡を発生させて前記被洗浄部材の内面を洗浄する被洗浄部材内面の洗浄方法であって、
前記被洗浄部材内の内面に気泡発生部を有する気泡発生部材を挿入し、前記容器の内圧を下げることにより前記気泡発生部材の気泡発生部から気泡を発生させて前記被洗浄部材の内面を洗浄することを特徴とする被洗浄部材内面の洗浄方法。
【請求項２】
密閉された容器と、
前記容器に充填された洗浄液と、
前記容器の内圧を負圧にする真空ポンプと、
前記容器内を負圧にしたときに気泡を発生する気泡発生部を有する気泡発生部材を備え、
前記容器内の洗浄液に浸漬され内面を洗浄すべき被洗浄部材の内部にその内面と隙間を有した状態で前記気泡発生部材を挿入できるようになったことを特徴とする被洗浄部材内面の洗浄装置。
【請求項３】
前記気泡発生部材は少なくとも先端部にエッジ部を備え、該エッジ部から気泡が発生することを特徴とする、請求項２に記載の被洗浄部材内面の洗浄装置。
【請求項４】
前記気泡発生部材は前記被洗浄部材内に収まる長さを有しているピンであることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の被洗浄部材内面の洗浄装置。
【請求項５】
前記気泡発生部材は基板に垂設され、前記被洗浄部材内が前記基板に垂直に載置されて前記気泡発生部材が垂直に挿入されるようになったことを特徴とする、請求項２乃至請求項４の何れかに記載の被洗浄部材内面の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被洗浄部材内面を洗浄する被洗浄部材内面の洗浄方法及び洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種機器において管状に形成したシリコンチューブが広く使われている。シリコンチューブは、機械加工により円柱体を形成し、この円柱体の中心に軸方向に沿って貫通孔を穿設して形成されている。従って、加工後内面に切粉やワックスが付着しており、純水やアルコール、有機洗浄液等の洗浄液に浸漬して超音波洗浄を行っても容易に除去することができない。これは、シリコンチューブ内面は、内径（孔径）が小さいほど表面張力の影響を受け、洗浄液はシリコンチューブ内に入り込まず、気泡により空間が溜まってしまうためである。このようなシリコンチューブを用いたものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
そこで、洗浄液にシリコンチューブを浸漬した状態で真空下におけばシリコンチューブ内面の脱泡と洗浄液の浸透を行うことができる。更に真空度を増せば、加熱することなく常温で沸騰した状態となり洗浄効果が望めることが知られている。
【特許文献１】特開２００３−４２８７８号公報（３―４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、洗浄液にシリコンチューブを浸漬した状態で単に真空中においた場合、洗浄液から発生した泡による脱泡効果は望めてもシリコンチューブの内面を積極的に洗浄することはできない。これは、真空中において常温沸騰した洗浄液（例えば、純水）が泡状態になることで洗浄効果を得るが、内面部で積極的に泡状態を作ることが望めないためである。
【０００５】
なお、シリコンチューブの内面を洗浄することは、シリコンチューブの内面の加工時に生じて付着したシリコンのパーティクル（粒子）を除去する点で特に重要となっている。
【０００６】
本発明の目的は、洗浄したい被洗浄部材内に収まる長さの気泡発生部材を差し込み、気泡発生部材の泡発生部から発生する泡状現象を利用して被洗浄部材の内面を洗浄するようにした被洗浄部材内面の洗浄方法及び洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明に係る被洗浄部材内面の洗浄方法は、
内面を洗浄すべき被洗浄部材を密閉された容器内の洗浄液に浸漬し、真空ポンプにより前記容器の内圧を下げて気泡を発生させて前記被洗浄部材の内面を洗浄する被洗浄部材内面の洗浄方法であって、
前記被洗浄部材内の内面に気泡発生部を有する気泡発生部材を挿入し、前記容器の内圧を下げることにより前記気泡発生部材の気泡発生部から気泡を発生させて前記被洗浄部材の内面を洗浄することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る被洗浄部材内面の洗浄装置は、
密閉された容器と、
前記容器に充填された洗浄液と、
前記容器の内圧を負圧にする真空ポンプと、
前記容器内を負圧にしたときに気泡を発生する気泡発生部を有する気泡発生部材を備え、
前記容器内の洗浄液に浸漬され内面を洗浄すべき被洗浄部材の内部にその内面と隙間を有した状態で前記気泡発生部材を挿入できるようになったことを特徴としている。
【０００９】
洗浄液が貯溜された容器内に被洗浄部材に気泡発生部材を挿入した状態で被洗浄部材を収容して洗浄液に浸漬し、容器を密閉して真空ポンプにより容器の内圧を負圧（真空）にする。容器の内圧が低くなるに伴い洗浄液が沸騰して泡を発生する。更に気泡発生部材の気泡発生部から泡状現象により泡が積極的に発生する。気泡発生部材は被洗浄部材の内部にその内面と隙間を有した状態で挿入されていることで、被洗浄部材の内面は、洗浄液が沸騰して発生した泡と、気泡発生部材の気泡発生部から積極的に発生した泡とにより洗浄される。これにより、被洗浄部材の内面が良好に洗浄される。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る柱状支持体基板は、請求項２に記載の被洗浄部材内面の洗浄装置において、
前記気泡発生部材は少なくとも先端部にエッジ部を備え、該エッジ部から気泡が発生することを特徴としている。
【００１１】
泡状現象は気泡発生部材の先端部やエッジ部分から積極的に発生する。従って、少なくとも気泡発生部材の先端部にエッジ部を設けることにより当該エッジ部から積極的に泡を発生させることが可能となり、これに伴い洗浄効果が向上する。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る被洗浄部材内面の洗浄装置法は、請求項２又は請求項３に記載の被洗浄部材内面の洗浄装置において、
前記気泡発生部材前記被洗浄部材内に収まる長さを有しているピンであることを特徴としている。
【００１３】
気泡発生部材としてのピンの長さを被洗浄部材の内部に収まる長さ（高さ）とすることにより、ピンの先端部やエッジ部から泡状現象により発生した泡を被洗浄部材の内面に作用させることが可能となり、洗浄効果が得られる。また、ピンの長さ（高さ）を被洗浄部材内に収まる長さ（高さ）とすることにより、容器の内圧を負圧（真空）にするに伴い洗浄液が沸騰して発生する泡や、ピンの気泡発生部から発生した泡により被洗浄部材が動いてもピンから外れないようにすることができる。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る被洗浄部材内面の洗浄装置は、請求項２乃至請求項４の何れかに記載の被洗浄部材内面の洗浄装置において、
前記気泡発生部材は基板に垂設され、前記被洗浄部材内が前記基板に垂直に載置されて前記気泡発生部材が垂直に挿入されるようになったことを特徴としている。
【００１５】
基板に気泡発生部材を垂設して被洗浄部材内に気泡発生部材を挿入し、基板に被洗浄部材を垂直に支持する。この状態で真空容器に収容して洗浄液に浸漬する。そして、真空容器の内圧を負圧にして洗浄液を沸騰させて泡を発生させると共に、気泡発生部材の気泡発生部から泡を発生させる。洗浄液が沸騰して発生した泡は、気泡発生部材と被洗浄部材の内面との間の隙間を通して上昇しながら被洗浄部材の内面を洗浄する。また、気泡発生部材の気泡発生部から発生した泡は被洗浄部材の内面に直接作用して洗浄する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、洗浄液が貯溜された容器内に被洗浄部材に気泡発生部材を挿入した状態で被洗浄部材を収容して洗浄液に浸漬し、容器の内圧を負圧（真空）にすることにより、洗浄液が沸騰して発生する泡と泡状現象により気泡発生部材の先端部やエッジ部から発生する泡を利用して被洗浄部材の内面を積極的に洗浄する。これにより、被洗浄部材が、例えばシリコンチューブ等のように脆性部材からなる管状の部材であって、加工時に管の内面（内壁面）に切粉やワックスが付着したような場合でも内面を良好に洗浄することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る被洗浄部材内面の洗浄方法及び洗浄装置について図面に基づいて説明する。図１は被洗浄部材を形成した素材の一例を示す側面図で、素材１は、例えばシリコン（Ｓｉ）ウエハ２により形成されており、上面２ａに保護部材としての硼珪酸ガラス３がワックス１１により貼着され、下面２ｂが基板としての例えば青板ガラス４にワックス１２により貼着されている。尚、シリコンウエハ２は厚さ約７ｍｍ、保護部材としての硼珪酸ガラス３は厚さ約０.５ｍｍ、青板ガラス４は厚さ約７ｍｍとされている。
【００１８】
これらのシリコンウエハ２、硼珪酸ガラス３及び青板ガラス４は、図２に示すように円板状をなし、シリコンウエハ２と硼珪酸ガラス３は同径の円板をなし、青板ガラス４はシリコンウエハ２よりも一回り大径の円板をなしている。シリコンウエハ２の上面２ａは、鏡面処理を施されて鏡面化されている。ここで、鏡面化された平面とは接合すべき相手側部材例えば前述した圧力センサの平板状をなす台座の下面に直接接合又は陽極接合を行うことが可能でかつ接合部に気密性が得られる状態となった平面をいう。
【００１９】
尚、本発明では硼珪酸ガラス３として熱膨張率がシリコンの熱膨張率に近いパイレックス（登録商標）ガラスが使用されている。因みにシリコンウエハ２の熱膨張率は２.４×１０−６／℃、パイレックス（登録商標）ガラスの熱膨張率は３.３×１０−６／℃、青板ガラス４の熱膨張率は８.７×１０−６／℃である。従って、シリコンウエハ２の熱膨張率とパイレックス（登録商標）ガラスの熱膨張率が近似しているため、これらの接合部の熱応力に起因する歪みを少なくすることができて好ましい。
【００２０】
そして、基板としての青板ガラス４が図示しない加工機械の加工台５に載置されてワックス１３により固定され、図２に示すように硼珪酸ガラス３及びシリコンウエハ２に加工が施されて複数の円筒形状の部材６（以下「円筒部材６」という）が形成される。従って、この状態において各円筒部材６の周りにはシリコンウエハ２、硼珪酸ガラス３が蜂の巣状の枠をなして青板ガラス４上に残っている。
【００２１】
円筒部材６は、青板ガラス４の上面に垂設固定された円筒形状のシリコン（以下「シリコンチューブ」という）７とシリコンチューブ７の上面に同径の環状の硼珪酸ガラス８が貼着された構造をなしている。従って、円筒部材６の外径及び内径は、シリコンチューブ７の外径及び内径と同径である。そして、このシリコンチューブ７が本発明においては内面を洗浄すべき被洗浄部材とされる。
【００２２】
以下にシリコンチューブ７の内面の洗浄方法について説明する。先ず、図１に示した青板ガラス４を加工台５に固定しているワックス１３を溶かして当該加工台５から青板ガラス４を取り外す。シリコンウエハ２と硼珪酸ガラス３は、青板ガラス４の上面に固定されたままの状態になっている。そして、一体になっている青板ガラス４とシリコンウエハ２と硼珪酸ガラス３を図３（ａ）に示すように上下逆にして、即ち青板ガラス４を上に硼珪酸ガラス３を下にして治具１５に載置する。
【００２３】
治具１５は、青板ガラス４と略同径の円板状の基板１６と、この基板１６に垂設された気泡発生部材としての複数のピン１７とにより形成されて剣山状をなしている。気泡発生部材としてのピン（以下単に「ピン」という）１７は、基板１６にシリコンウエハ２と硼珪酸ガラス３に形成されている各円筒部材６と対応して配置されている。ピン１７は、例えば図６に示すように円柱形状をなし上端面１７ａの周縁部（外周面１７ｂとの境界部）１７ｃがエッジ部となっている（以下「エッジ部１７ｃ」という）。そして、このエッジ部１７ｃが気泡発生部とされる。
【００２４】
このピン１７は、その太さ（外径）が円筒部材６（シリコンチューブ７）の内径よりも細く、その高さ（長さ）がシリコンチューブ７の高さ（長さ）よりも短い例えば略半分程度の高さとされている。これにより、ピン１７は、外周面がシリコンチューブ７の内面との間に環状の隙間を有しかつエッジ部１７ｃがシリコンチューブ７の略半分の高さに位置するように収容可能とされる。
【００２５】
そして、これらの各ピン１７を対応する円筒部材６の孔に挿入させて下側に位置する硼珪酸ガラス３を基板１６の上面に当接させて載置する。次いで、図３（ｂ）に示すように容器（例えば、ステンレスバット）１８の中にワックス１２を溶解する溶液、例えばメタノール１９を入れて一体になっている青板ガラス４とシリコンウエハ２と硼珪酸ガラス３を浸漬してシリコンウエハ２の下面、円筒部材６のシリコンチューブ７の下面を青板ガラス４から剥がし、青板ガラス４と蜂の巣状をなすシリコンウエハ２及び硼珪酸ガラス３の枠を取り外す。これにより、図３（ｃ）及び図４に示すように各円筒部材６が治具１５の対応するピン１７に支持されて基板１６上に垂直に載置される。
【００２６】
次いで、円筒部材６を支持している治具１５を図３（ｄ）に示すように密閉容器（例えば、真空チャンバ）２１に収容し、洗浄液としての例えば純水２２を密閉容器２１に充填してこの純水中に円筒部材６を浸漬させる。そして、容器１８を密閉した後真空ポンプ２３により密閉容器２１内の空気を抜いて圧力を下げて負圧（真空）にする。
【００２７】
密閉容器２１内の純水２２は、圧力が下がるとこれに伴い加熱しないでも沸騰状態になる。ピン１７は、図５に示すように円筒部材６の内面、即ちシリコンチューブ７の内面７ｃとの間に管状の隙間を有して挿入されており、純水２２が沸騰状態において発生した泡により内面７ｃが洗浄される。
【００２８】
更に、図５に示すようにピン１７の気泡発生部としてのエッジ部１７ｃから矢印で示すように泡状現象により泡が積極的に発生する。ピン１７は、シリコンチューブ７の高さの略半分の高さに設定されており、かつシリコンチューブ７の内面７ｃとの間に環状の隙間を有していることにより、純水２２がエッジ部１７ｃから泡状態になりシリコンチューブ７の内面７ｃを積極的に洗浄することが可能となる。
【００２９】
これにより、純水２２が沸騰状態において発生した泡によるシリコンチューブ７の内面７ｃの洗浄効果と、泡状現象によりピン１７のエッジ部１７ｃから積極的に発生する泡とにより、シリコンチューブ７の内面７ｃ全体を良好に洗浄することが可能となる。尚、ピン１７の高さをシリコンチューブ７の高さの半分程度とすることにより、洗浄時に発生する泡に起因してシリコンチューブ７が揺れ動いた際にピン１７から外れることを防止することができる。
【００３０】
図７は気泡発生部材としてのピン１７の変形例を示し、図７（ａ）は気泡発生部材としての円柱状のピン２５の先端部を多角錐、例えば四角錐状に形成したものである。このような形状とすることにより気泡発生部としてのエッジ部が多くなり、多数のエッジ部から泡が発生する。具体的には先端部２５ａ、四角錐状をなす各エッジ部（稜）２５ｂ、及び四角錐状をなす部分の下部と円柱状の外周部との境界の円弧状のエッジ部２５ｃ等から泡状現象により泡が発生して洗浄効果が増大する。
【００３１】
また、図７（ｂ）は気泡発生部材としてのピン２６を四角柱とし、先端部を四角錐状に形成したものである。このピン２６においてもピン２５と同様に泡発生部としてのエッジ部が多くなり、多数のエッジ部から泡状現象が発生する。即ち、先端部２６ａ、四角錐状をなす各エッジ部（稜）２６ｂ、四角錐状をなす部分と四角柱の外周部との境界のエッジ部２６ｃ、及び四角柱の隣り合う面の交差部としてのエッジ部２６ｄ等から泡状現象により泡が発生して洗浄効果が増大する。
【００３２】
尚、気泡発生部材としてのピン２６に関しては、この上面を平面とした角柱状のピンとしても良い。この場合、先端の四角錐を形成する先端部２６ａ、４つのエッジ部（稜）２６ｂの分だけエッジ部が少なくなるが、図６に示した円柱状のピン１７よりもエッジ部が多くなり有効である。
【００３３】
図８は内面を洗浄すべき被洗浄部材の他の例を示す。被洗浄部材２７は、例えば有底円筒形状（袋穴）をなしており、底部２７ａを上にして治具２８に載置され、内部に気泡発生部材としてのピン２９が収容配置されている。このピン２９は、前述したピン１７と同様に被洗浄部材２７の深さよりも短く、かつ内面２７ｃとの間に環状の隙間を有している。勿論、被洗浄部材２７は、前述と同様に図示しない密閉容器に収容されて洗浄液としての純水に浸漬されている。このように有底円筒形状（袋穴）をなす洗浄部材２７の内部にピン２９を収容させて配置することにより、内面２７ｃの洗浄効果を向上させることが可能である。
【００３４】
このような有底円筒形状（袋穴）をなす被洗浄部材２７でも、真空下では純水から発生した気泡は、開口端面（下端面）２７ｂと治具２８との間に僅かな隙間さえあれば矢印で示すように容易に通過する。
【００３５】
以上説明したように本発明では、洗浄液が貯溜された容器内に被洗浄部材に気泡発生部材を挿入した状態で被洗浄部材を収容して洗浄液に浸漬し、容器を密閉して真空ポンプにより容器の内圧を負圧（真空）にする。容器の内圧が低くなるに伴い洗浄液が沸騰して泡を発生する。更に気泡発生部材の気泡発生部から泡状現象により泡が積極的に発生する。そして、気泡発生部材は被洗浄部材の内部にその内面と隙間を有した状態で挿入されていることで、被洗浄部材の内面は、洗浄液が沸騰して発生した泡と、気泡発生部材の気泡発生部から積極的に発生した泡とにより洗浄される。これにより、被洗浄部材の内面が良好に洗浄され、加工時に内面に付着した切粉やワックス等の汚れを取り除くことができる。
【００３６】
また、気泡発生部材の先端部等にエッジ部を設けることにより、当該エッジ部から積極的に泡を発生させることが可能となり、これに伴い洗浄効果が向上する。具体的には気泡発生部材としてのピン２６を四角柱とし、先端部を四角錐状に形成しても良い。更に。気泡発生部材としてのピン２９の上面を平面とした角柱状のピンとしても良い。この場合、先端の四角錐を形成する先端部、４つのエッジ部（稜）分だけエッジ部が少なくなるが、円柱状のピンよりもエッジ部が多くなり有効である。
【００３７】
また、気泡発生部材を被洗浄部材の内部に収まる長さ（高さ）とすることにより、気泡発生部材の先端部やエッジ部から泡状現象により発生した泡を被洗浄部材の内面に作用させることが可能となり、より洗浄効果が得られる。また、気泡発生部材の長さ（高さ）を被洗浄部材内に収まる長さ（高さ）とすることにより、容器の内圧を負圧（真空）にするに伴い洗浄液が沸騰して発生する泡や、気泡発生部材の気泡発生部から発生した泡により被洗浄部材が揺れ動いたときに気泡発生部材としてのピン２６を四角柱とし、先端部を四角錐状に形成したものである。から外れることを防止することができる。
【００３８】
また、基板にピンを垂設して被洗浄部材内に気泡発生部材を挿入し、基板に被洗浄部材を垂直に支持し、真空容器に収容して洗浄液に浸漬する。そして、真空容器の内圧を負圧にして洗浄液を沸騰させて泡を発生させると共に、気泡発生部材の気泡発生部から泡を発生させる。洗浄液が沸騰して発生した泡は、気泡発生部材と被洗浄部材の内面との間の隙間を通して上昇しながら被洗浄部材の内面を洗浄する。また、気泡発生部材の気泡発生部から発生した泡は被洗浄部材の内面に直接作用して積極的に洗浄する。これにより、被洗浄部材の内面が良好に洗浄される。
【００３９】
尚、上述した実施形態においては被洗浄部材としてシリコンチューブの場合について記述したが、これに限るものではなく他の部材、例えば硼珪酸ガラスや石英ガラス等の円筒部材の内面の洗浄でも良い。また、本発明にかかる柱状支持体基板は、圧力センサチップの支持体基板に適用する場合に限るものではなく、他の製品にも適用することが可能である。更に、上述した実施形態では気泡発生部材として柱状のピンを用いたが、これに限らず例えば錘状の部材を用いても構わないし、特に図８に示す形態において、台座状の部材をピンの代わりに設け、これを洗浄部材２７で覆うような構造としても構わない。また、気泡発生部材の側面に突起等の凹凸を設け、側面からの気泡発生を図るように構成しても構わない。要は洗浄部材の内面を気泡の発生によって洗浄できるよう、適宜な気泡発生部材を設ければ良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る洗浄部材内面の洗浄装置により内面を洗浄すべき被洗浄部材を形成した素材の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示した素材の上面図である。
【図３】図２に示した素材に形成された被洗浄部材の内面を洗浄する洗浄方法の手順を示す説明図である。
【図４】図３（ｃ）に示した治具に被洗浄部材を取付けた状態の上面図である。
【図５】図３（ｄ）に示した被洗浄部材の内面を洗浄する場合の説明図である。
【図６】図３（ａ）に示した治具のピンの斜視図である。
【図７】図６に示したピンの変形例を示し、図７（ａ）は、円柱の先端部を四角錐状に形成したものであり、図７（ｂ）は、四角柱の先端部を四角錐状に形成したものである。
【図８】被洗浄部材の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    素材
２    シリコン（Ｓｉ）ウエハ
２ａ    上面
２ｂ    下面
３    硼珪酸ガラス
４    青板ガラス（基板）
５    加工台
６    円筒部材
７    シリコンチューブ
７ｃ    内面
８    環状の硼珪酸ガラス
１１，１２，１３    ワックス
１５    治具
１６    基板
１７    ピン（気泡発生部材）
１７ａ    上端面
１７ｂ    外周面
１７ｃ    エッジ部（泡発生部）
１８    容器
１９    メタノール（溶液）
２１    密閉容器（真空チャンバ）
２２    純水（洗浄水）
２３    真空ポンプ
２５    先端が四角錐状をなす円柱状のピン
２５ａ    先端部（泡発生部）
２５ｂ，２５ｃ    エッジ部（泡発生部）
２６    先端が四角錐状をなす四角柱状のピン（気泡発生部材）
２６ａ    先端部（泡発生部）
２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ    エッジ部（泡発生部）
２７    被洗浄部材
２７ａ    底部
２７ｂ    開口端面
２７ｃ    内面
２８    治具
２９    ピン（気泡発生部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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